KR100523823B1 - 리소그래피장치 및 디바이스제조방법 - Google Patents

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KR100523823B1 KR10-2003-0037651A KR20030037651A KR100523823B1 KR 100523823 B1 KR100523823 B1 KR 100523823B1 KR 20030037651 A KR20030037651 A KR 20030037651A KR 100523823 B1 KR100523823 B1 KR 100523823B1
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

선형시일(100)은 리소그래피투영장치의 진공챔버(VC)의 벽(110)내에 형성된 슬롯(112)위를 밀봉한다. 선형시일(100)은 도관(140)이 세장 밀봉부재(120)의 국부변위에서 진공챔버(VC)의 외부로부터 진공챔버(VC)의 내부로 통해 있도록 선택가능위치(125)에서 슬롯(112)으로부터 국부적으로 변위되는 세장 밀봉부재(120)를 포함한다.

Description

리소그래피장치 및 디바이스제조방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은,
- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템;
- 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중 하나 이상을 에워싸는 진공챔버;
- 상기 진공챔버의 벽내에 있는 세장 관통-슬롯(elongate through-slot); 및
- 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 선형시일을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.
여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는, 기판의 타겟부에 생성되어야 할 패턴에 대응하여, 입사하는 방사선빔에 패터닝된 단면을 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠위상반전형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.
- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성 제어층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 국부화된 적절한 전기장(전자기, 정전기)을 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축선을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 기술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로 구현될 수 있다.
- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이 경우의 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도 V는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 많은 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.
리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참조자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing" (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)으로부터 얻을 수 있다.
설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학기, 반사광학기 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2 이상의 기판테이블 및 2 이상의 마스크테이블 중에 하나 이상을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용참조되고 있다.
리소그래피투영장치에서, 기판상에 묘화될 수 있는 피처의 크기는 투영방사선의 파장에 의하여 제한된다. 디바이스의 보다 높은 조밀성 및 그에 따른 작동속도를 갖는 집적회로를 생성하기 위해서는, 보다 작은 피처를 묘화할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 가장 많이 통용되는 리소그래피투영장치에서는 수은램프나 엑시머레이저에 의하여 발생된 자외선광이 채용되는 반면에, 13㎚ 근처의 보다 짧은 파장의 방사선을 사용하는 것이 제안되었다. 이러한 방사선을 극자외선(EUV) 또는 소프트 x-ray라 칭하며, 가능한 방사원으로는 레이저생성플라즈마원 및 방전플라즈마원을 포함한다.
제안된 다른 방사선의 종류는 전자빔 및 이온빔을 포함한다. 리소그래피분야에서 전자빔의 사용에 관한 또 다른 정보는, 예를 들어 US 5,079,122호 및 US 5,260,151호 및 EP-A-0 965 888호로부터 얻을 수 있다. 이들 종류의 빔은 마스크, 기판 및 광학구성요소를 포함하는 빔경로가 고진공으로 유지되어야 하는 EUV 요건을 함께 공유한다. 이는 빔의 흡수 및 산란 중 하나 이상을 방지하기 위한 것이며, 이 때문에 대전된 입자빔에 대해 대략 10-6밀리바보다 낮은 전체압력이 통상적으로 필요하다. 그렇지 않은 경우에는, EUV 방사선을 사용하는 장치에 대해, 전체진공압력은 10-5와 10-7 밀리바 H20 및 10-7과 10-9 밀리바 CxHy 사이에만 있으면 된다. EUV 방사선용 광학요소는 그들의 표면상의 탄소층의 퇴적에 의하여 손상될 수 있으며, 이는 일반적으로 탄화수소의 분압이 예를 들어, 10-8 또는 10-9 밀리바로 가능한 한 낮게 유지되어야 하는 추가적인 요건을 강요한다.
고진공에서의 작업은 진공안에 놓여져야만 하는 구성요소에 대하여 매우 까다로운 조건을 강요한다. 진공챔버 내부의 구성요소들의 경우, 오염물 또는 전체가스방출, 즉 재료 자체로부터의 가스방출과 그들 표면에 흡수되는 가스로부터의 가스방출 둘 모두를 최소화하거나 제거하는 재료가 사용되어야 한다. 기판, 마스크 및 이송스테이지의 종래의 디자인은 매우 복잡하며 다수의 센서 및 구동장치를 채용하고, 이 모든 것은 물과 가스를 전달하고 전기배선을 보호하기 위해서 다수의 도관을 필요로 한다.
EP 1 052 549-A호에는 하나의 해결책이 제시되어 있다. 이 명세서는 가동대물테이블에 견고하게 연결되어 있는 중공의 파이프를 통하여 이송되는 도관을 설명한다. 상기 파이프는 진공챔버의 외부로부터 테이블까지 이동물체들을 이송하는 데 사용된다. 상기 파이프는 중공의 형상이며, 파이프내의 압력은 진공챔버 외부의 압력과 같다. 상기 파이프는 진공챔버의 벽내에 있는 세장 슬롯을 통해 있고 그 슬롯의 세장 방향으로 이동할 수 있다. 파이프가 연장되고 또한 슬롯의 세장 방향으로 변위될 수 있는 슬라이딩 밀봉판에 의하여 그 슬롯위에 시일이 유지된다. 따라서, 다수의 구성요소가 진공의 외부에 남겨질 수 있다. 이 장치의 문제는, 진공챔버벽에 대하여 슬라이딩 밀봉판의 이동으로부터 형성된 마모 및 마찰을 최소화하기 위해서, 판의 외부 주변에 에어베어링의 필요성 뿐만 아니라 슬라이딩 밀봉판의 높은 관성이다. 에어베어링은 조립체의 복잡성, 부피 및 중량을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 선형이동시일의 복잡성 및 큰 크기 및 높은 관성으로 인한 문제들을 없애거나 경감시키는 리소그래피투영장치를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 또 다른 목적들은 본 발명에 따른 서두문에 설명된 리소그래피장치에서 달성되며, 상기 선형시일은 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔퍼를 밀봉하는 세장 밀봉부재를 포함하며, 상기 밀봉부재는 상기 진공챔버안으로 개구부를 제공하도록 선택가능위치에서 국부적으로 변위되는 것을 특징으로 한다.
이 방식으로, 슬롯을 따른 선택가능위치의 이동중에는 세장 밀봉부재와 진공챔버의 벽사이의 상대적인 슬라이딩변위가 존재하지 않으므로, 에어베어링의 필요성이 회피된다. 실제로, 선택가능위치가 슬롯을 따라 이동하기 때문에, 세장 밀봉부재는 슬롯과 떨어지도록 (또는 한 쪽으로) 간단히 들어올려지도록 배치될 수 있다. 한쪽으로 들어올리는 밀봉부재의 경우, 세장 밀봉부재와 진공챔버벽 사이의 여하한의 마찰은 세장 밀봉부재의 전체보다는 국부적인 선택가능위치로 한정된다. 또한, 세장 밀봉부재의 작은 부분, 즉 선택가능위치에서 세장 밀봉부재의 재료만이 이동되어야 하기 때문에, 슬롯을 따라 선택가능위치를 이동시키는 데 요구되는 에너지는 낮다.
상기 진공챔버내의 상기 지지구조체 및 기판테이블 중 하나 이상으로 유틸리티를 제공하는 도관은 상기 선택가능위치에서 상기 슬롯을 통해 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 채택되고 있는 유틸리티라는 용어는 가동구성요소(즉, 지지구조체 또는 기판테이블)로 제공되어야 하는 유체(예를 들어, 물, 가스), 전기 및 신호를 말한다. 도관이라는 용어는 가동구성요소로 유틸리티를 이송하는 데 사용되는 케이블 및 튜브를 말한다. 예시의 방식으로, 이러한 도관은 파워코드, 신호캐리어, (예를 들어, 테이블내의 가스베어링으로 가스를 공급하는) 가스호스, 냉각호스 등등을 포함할 수 있다. 마스크테이블, 기판테이블, 관련모터 및 센서 중 하나 이상을 포함하는 진공챔버 내부의 가동구성요소는 상기 방식으로 (각각의 구성요소에 대하여 구별되는 도관을 사용하여) 진공챔버 외부의 프레임에 연결될 수 있다.
가동구성요소가 2차원으로 가동되는 경우, 선택가능위치가 1의 자유도를 가지기 때문에, 도관 자체는 1의 자유도(다시 말해, 가동구성요소의 이동을 수용하기 위해서 슬롯의 세장 방향에 거의 수직인 방향으로의 자유도)만을 요구한다.
세장 밀봉부재는 금속성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 세장 밀봉부재의 가스방출이 최소화될 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면,
- 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
- 소정 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템;
- 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중 하나 이상을 에워싸는 진공챔버;
- 상기 진공챔버의 벽내에 있는 세장 관통-슬롯; 및
- 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 선형시일을 포함하는 리소그래피투영장치로서,
상기 선형시일은 상기 슬롯에 대하여 밀봉된 회전가능한 밀봉밴드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면,
- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;
- 상기 기판 및 또는 상기 패터닝수단 주변에 진공챔버를 제공하는 단계;
- 상기 진공챔버의 벽에 있는 세장 관통슬롯을 제공하는 단계;
- 상기 진공챔버내의 상기 기판 또는 상기 패터닝수단을 위치설정하는 위치설정수단을 사용하는 단계; 및
- 선형시일을 사용하여 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로서,
상기 선형시일은 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 세장 밀봉부재를 포함하며, 상기 진공챔버안에 개구부를 제공하도록 선택가능위치에서 상기 세장 밀봉부재를 국부적으로 변위시키는 단계를 특징으로 한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.
본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 EUV(극자외선, 예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인)를 포함한 모든 형태의 전자기방사선 및 이온빔 또는 전자빔과 같은 입자빔을 포괄하도록 사용된다.
첨부된 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 서술한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,
ㆍ방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);
ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);
ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및
ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울그룹)을 포함하여 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형(reflective type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램가능한 거울배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.
방사원(LA)(예를 들어, 레이저생성 또는 방전플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)중 하나 이상을 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.
도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.
이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은 행정 액츄에이터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다.
상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.
1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및 y 방향 중 하나 이상의 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.
2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.
본 발명에 따른 리소그래피장치에서, 제1대물테이블(MT)(패터닝수단, 마스크를 지지하는 지지구조체) 및 제2대물테이블(WT)(기판테이블) 중 적어도 하나는 진공챔버(VC)내에 제공된다. 진공챔버(VC)내부의 진공은 배기수단(VE), 예를 들어 펌프를 이용하여 형성된다.
다수의 장비는 전력, 제어신호, 진공 및 가스와 같은 유틸리티를 필요로 하고 측정신호 및 또 다른 제어신호와 같은 유틸리티를 공급하는 액츄에이터, 위치설정모터, 차동진공시일을 구비한 에어베어링 및 정렬센서와 같은 다수의 장비는 대물테이블과 연계되어 있다. 이들 유틸리티는, 예를 들어 호스, 파이프, 전기케이블 등등과 같은 도관(140)에 의하여 공급되며, 상기 도관은 진공챔버(VC)의 벽내에 있는 선형시일(100)내의 개구부를 통하여 진공챔버(VC)와 통해 있다. 비록 본 발명의 선형시일(100)이 단일 기판테이블(WT) 및 마스크테이블(MT)에 대하여 설명되지만, 본 발명은, 기판(W)을 잡아주는 기판홀더를 구비한 2개의 기판테이블을 각각 가지며, 기판(W)의 위치설정을 위한 위치설정수단에 각각 연결되는 소위 듀얼스테이지 리소그래피투영장치에 동일하게 적용할 수 있다. 이 경우, 각각의 기판테이블은 연관된 선형시일을 가질 수도 있다. 기판테이블(들)은 베이스판(BP)에 위치된다.
흔히, 제1 및 제2대물테이블(MT, WT)은 2의 자유도로 이동되도록 요구된다. 따라서, 진공챔버(VC)의 외부로부터 대물테이블(MT, WT)까지 제공되는 유틸리티는 동일한 수의 자유도를 가지고 도관(140)을 통하여 제공되어야 한다. 본 발명에서, 이는, 제1의 자유도를 가지고 진공챔버(VC)의 내부에도관(140)을 제공하고, 도관이 진공챔버의 벽(110)을 통과할 때, 도관(140)의 끝단부에 제2의 자유도를 허용하여 달성된다. 선형시일(100)에 의하여 상기 제2의 자유도가 제공된다.
본 발명의 선형시일(100)은 도 2에 예시되어 있다. 선형시일(100)은 진공챔버(VC)의 벽(110)내에 있는 세장 슬롯(112) 위에 밀봉된다. 선형시일(100)은 진공챔버(VC)의 벽(110)내에 있는 세장 슬롯(112) 위에 위치되는 세장 밀봉부재(120)를 포함한다. 세장 밀봉부재(120)는 선택가능위치(125)에서 슬롯(112)으로부터 국부적으로 변위되어, 외부로부터 진공챔버안으로의 개구부를 형성한다.
세장 밀봉부재(120)는 유연재(예를 들어 금속의 얇은 박)로 형성되며, 뒤집힌 U형상으로 구부림으로써 선택가능위치(125)에서 국부적으로 변위될 수 있다. 세장 밀봉부재(120)의 바람직한 재료는 금속, 예를 들어 대략 0.1mm 두께의 스테인리스 강이며, 강자성 특성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 가스를 방출하지 않기 때문에, 고무나 플라스틱재료보다 우수한 장점을 가진다. 세장 밀봉부재(120)가 벽(110)의 표면에 실질적으로 직교하는 방향으로 슬롯(112)으로부터 떨어져 뒤집힌 U형상으로 구부러지는 위치(125)는 선택가능하다. 즉, 슬롯으로부터 국부적으로 변위된 부분은 세장 밀봉부재(120)를 따라 구부러진 부분을 이동시킴으로써 변화될 수 있다. 구부러진 부분은, 밀봉부재의 부분의 종방향 이동보다는 횡방향이동에 의하여 토트 스트링(taught string)에서의 횡파와 동일한 방식으로 이동한다. 도관(140)은, 세장 슬롯(112)이 세장 부재(120)에 의하여 밀봉되지 않는 선택가능위치(125)에서 선형시일(100)내의 개구부와 통해 있을 수 있다. 따라서, 도관(140)은 진공챔버(VC)의 외부(도 2에 예시된 선형시일(100)의 하부)로부터 진공챔버(VC)의 내부(예시된 선형시일의 상부)로 통해 있을 수 있다. 이 방식으로, 진공챔버(VC)내에서 도관(140)의 끝단부에 1의 자유도가 제공된다.
예시된 실시예에서, 세장 밀봉부재(120)는 진공챔버벽의 평면에 직교하는 방향으로 선택가능위치(125)에서 구부려진다. 실제로, 세장 방향에 수직인 (직사각형보다는) 정사각형 단면을 가지며 매우 유연한(compliant) 재료로 만들어진 세장 밀봉부재(120)가 사용되는 경우, 선택가능한 부분의 굴곡부는 진공챔버벽(110)의 평면에 실질적으로 평행한 방향으로 슬롯(112)으로부터 변위될 수 있다.
바람직한 실시예에서는, 선택가능위치(125)의 양 쪽에 롤러(130)가 제공되어 슬롯(112)으로부터 국부적으로 떨어지게 하여 세장 밀봉부재(120)를 구부려, 도관(140)이 굴곡부 아래의 슬롯(즉, 개구부)을 통하여 진공챔버(VC)에 들어갈 수 있도록 개구부를 형성한다. 또한, 세장 밀봉부재(120)를 구부리는 여타의 수단이 사용될 수 있으나, 세장 밀봉부재(120)와 접촉하여 롤링되는 롤러(130)의 장점은, 조립체가 상이한 위치(125)를 선택하도록 이동할 때에 마찰이 감소된다는 것이다.
도관(140)과 롤러(130) 사이에 부착된 프레임부재(도시되지 않음)는 진공챔버(VC) 외부의 도관에 가해진 힘을 롤러(130)로 전달하는 데 편리하게 사용될 수 있다. 이 방식으로, 세장 밀봉부재(120)가 구부려져 있는 데 기인한 반작용력(도면상 상향)은 도관(140)에 의하여 가해진 힘(도면상 하향)을 가질 수 있는 롤러(130)와 맞서게 된다. 따라서, 세장 밀봉부재(120)내의 굴곡부는 롤러(130) 사이에 수용될 수 있으며, 밀봉부재(120)의 잔류부는 평탄하게 유지될 수 있다. 그 후, 세장 밀봉부재(120)가 슬롯(112)으로부터 국부적으로 변위되는 위치(125)의 선택은 슬롯(112)의 세장 방향을 따른 도관(140)의 작동에 의하여 가능해 진다. (강자성체 재료로 만들어진 경우에는) 보다 양호한 시일을 형성하도록 밀봉부를 따라 세장 밀봉부재(120)를 끌어당기기 위해서, 진공챔버(VC)의 벽(110)내의 슬롯(112)의 에지를 따라 자석(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
도 2에 예시된 실시예에서, 예시된 바와 같이 세장 밀봉부재 위에 대략 10-7 밀리바 H2O에서 진공챔버(VC)가 제공되며, 예시된 바와 같이 세장 밀봉부재 아래에 대략 10-3 밀리바의 저진공이 제공된다. 밀봉부재(120)에 대한 저진공의 힘이 밀봉부재(120)를 진공챔버벽(110)으로부터 떨어져 진공챔버(VC)안으로 밀지 않도록, 또한 시일을 통하여 고진공안으로의 심한 누설을 회피하기 위해서, 밀봉부재의 각각의 측면상에 진공이 제공되어야 한다. 도 2에 예시된 바와 같이 세장 밀봉부재(120) 아래에 고진공이 위치되는 경우, 진공챔버(VC) 외부의 고압은 보다 벽(110)에 대하여 세장 밀봉부재(120)만을 밀도록 작용하여 양호한 시일을 형성할 것이기 때문에, 세장 밀봉부재(120)의 다른 측면상의 진공에 대한 요건은 더이상 존재하지 않는다.
선형시일은 프레임부재에 부착될 수도 있는 추가밀봉부재를 포함하며, 이것은 선택위치(125)에서 슬롯(112) 주위의 진공챔버를 밀봉한다. 예시적인 실시예에서, 이것은 롤러(130)위에 위치된 하우징(150)에 의하여 제공되며, 그것을 통하여 도관(140)이 연장된다. 하우징의 저부면플랜지(152)는 시일을 제공하기 위해서 세장 밀봉부재(120) 및 진공챔버(VC)의 벽(110)에 근접하여 위치된다. 세장 밀봉부재(120) 및 벽(110)으로부터 하우징(150)의 이격거리는 0.1mm미만이다. 하우징(150)의 플랜지(152)는 세장 밀봉부재(120)가 위치가능한 후퇴부를 포함하거나, 세장 슬롯(112)의 에지에서 벽(110)내에 후퇴부를 제공함으로써 밀봉부재(120)가 진공챔버(110)의 벽안으로 후퇴된다. 필요하다면, 플랜지(152) 주위에 에어베어링이 제공될 수도 있다.
밀봉부재가 하우징(150)으로 설명되었지만, 또 다른 밀봉부재가 세장 밀봉부재(120)의 다른쪽에 위치되고, 선택가능위치(125)내의 굴곡부 밑으로 연장되는 하우징이나 부재 중 하나를 포함할 수도 있다. 그 경우, 선택가능위치(125)와 슬롯(112)의 에지에서 구부러진 개구부에서 그 국부위치의 밀봉부재(120)에 대하여 인접하게 위치설정 되는 것이 요구된다.
도 3은 선형시일(100)이 기판테이블(WT)과 연계하여 어떻게 사용되는 지를 예시한다. 기판테이블(WT)은 베이스판(BP)상에 2차원으로 이동할 수 있다. 도관(140)은 선형시일(100)의 하우징(150)과 기판테이블(WT) 사이에 연장된다. 기판테이블(WT)이 Y방향으로 이동할 때에, 하우징(150)의 Y방향으로의 대응하는 이동으로 인하여, 도관의 끝단이 이동하게 된다. Y방향으로 이동시에, 롤러(130)는 세장 슬롯(112)의 연장방향으로 이동하여, 세장 밀봉부재가 슬롯(112)으로부터 국부적으로 변위되는 위치(125)를 선택한다. 기판테이블(WT)이 X방향으로 이동하는 경우, 도관(140)은 구부림에 의하여 그 이동을 처리한다(take up). 도 3에서는 도관이 유연하게 도시되었으나, 이는 이러한 경우가 아닐 수도 있으며 도관이 단단할 수도 있고 X방향으로의 기판테이블(WT)의 이동이 기계적인 수단에 의하여 처리될 수도 있다. 이러한 구성의 예시는 EP-1 052 549-A호를 참조한다.
또한, 도 3은 세장 밀봉부재(120)가 각각의 끝단(127)에 매우 근접하게 고정되는 것을 예시한다. 상기 도면에서 알 수 있듯이, 세장 밀봉부재(120)는 슬롯(112)보다 길기 때문에, 세장 부재(120)의 고정부(127)의 떨어진 거리는 세장 부재(120)의 길이보다 짧다. 이는 세장 부재(120)가 선택가능위치(125)에서 구부러지는 것을 허용한다.
세장 밀봉부재(120) 및 하우징이 진공챔버(VC)내에 위치되는 것으로 예시되었으나, 그들 요소나 심지어는 그들 요소 중 하나만이 진공챔버의 외부에 놓여질 수 있다.
제2실시예 및 제3실시예
도 4 및 도 5는 1개 또는 2개(또는 2이상)의 추가롤러(131)가 선택가능위치(125)에서 슬롯으로부터 떨어져 세장 밀봉부재(120)를 유지하는 데 사용되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일한 제2 및 제3실시예를 도시한다. 이는 슬롯(112)과 세장 밀봉부재(120) 사이의 롤러(130)에 대하여 세장 밀봉부재의 반대쪽에 추가롤러(131)를 위치설정함으로써 행해진다. 추가롤러(131)는 세장 밀봉부재(120)와 연계하여 롤링된다.
제4실시예
도 5에 도시된 제4실시예에서는, 진공챔버(VC)를 밀봉하기 위해서 세장 밀봉밴드(210)가 사용된다. 상기 밴드(210)는 2개의 롤러(230)상에 지지되고 그것들에 의하여 회전된다. 밴드의 고정된 길이가 항상 진공챔버 내부에 있지만, 진공챔버 내부에 있는 밴드의 부분은 밴드(210)의 회전에 의하여 변경된다. 카(250)는 밴드(210)의 부분들 사이에 부착되며, 진공챔버(VC) 내부에서 한쪽(도면상 최상측) 및 진공챔버(VC) 외부의 다른쪽(도면상 저부측)에 항상 놓여진다. 도관(140)은 상기 카(250)를 통하여 진공챔버(VC)의 외부로부터 챔버의 내부로 통과하게 된다. 롤러(230) 및 그에 따른 밴드(210)의 회전에 의하여, 카(250) 및 그에 따른 진공챔버(VC) 안으로의 도관의 입력지점이 1의 자유도로 변경된다. 진공챔버(VC)의 측면벽(260)과 밴드(210) 사이의 (예를 들어, 진공시일일 수 있는) 시일은 챔버내의 밴드(210)의 부분(즉, 종방향 에지를 따르고 상기 부분의 끝단에서의 폭을 가로지르는 부분) 주위를 모두 밀봉한다. 이 시스템은 낮은 관성을 가지며 그리 복잡하지 않다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 서술된 바와 다르게 실시될 수도 있다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
종래의 기술에서는, 진공챔버벽에 대하여 슬라이딩 밀봉판의 이동으로부터 형성된 마모 및 마찰을 최소화하려면, 판의 외주에 조립체가 복잡하고 부피와 중량이 큰 에어베어링의 필요성과 슬라이딩 밀봉판의 높은 관성이 요구되지만, 본 발명에 따르면, 선형이동시일의 복잡성 및 큰 크기 및 높은 관성으로 인한 문제들을 해결한 리소그래피투영장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시하는 도면;
도 2는 내부 구성요소를 드러내기 위해서 하우징을 절개한 본 발명에 따른 선형시일의 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 선형시일 및 웨이퍼스테이지의 평면도;
도 4는 제2실시예의 선형시일의 종방향 단면도;
도 5는 제3실시예의 선형시일의 종방향 단면도;
도 6은 제4실시예의 선형시일의 종방향 단면도이다.

Claims (11)

  1. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 제공하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
    - 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템;
    - 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중 하나 이상을 에워싸는 진공챔버;
    - 상기 진공챔버의 벽내에 있는 세장 관통-슬롯; 및
    - 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 선형시일을 포함하여 이루어지며,
    상기 선형시일은 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하기 위한 세장 밀봉부재를 포함하며, 상기 세장 밀봉부재는 상기 진공챔버 안으로의 개구부를 제공하기 위해서 선택가능위치에서 국부적으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세장 밀봉부재는 금속성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세장 밀봉부재는 상기 선택가능위치에서 구부러지고, 그 이외의 곳에서는 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진공챔버내의 상기 지지구조체 및 기판테이블 중 하나 이상으로 유틸리티를 제공하는 도관을 더욱 포함하며, 상기 도관은 상기 슬롯을 관통하고 상기 선택가능위치에서 상기 벽과 상기 세장 밀봉부재 사이를 통과 하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선형시일은, 선택가능위치의 양 쪽에 있고 상기 세장 밀봉부재와 롤링접촉되는 2개의 롤러를 더욱 포함하며, 상기 선택가능위치는 상기 롤러의 이동에 의하여 선택되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선택가능위치에서 상기 세장 밀봉부재와 상기 슬롯사이에 위치되는 상기 세장 밀봉부재와 롤링접촉되는 하나이상의 추가롤러를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 강자성재료로 구성되고, 상기 슬롯을 향하여 상기 세장 밀봉부재를 끌어당기기 위해서 상기 슬롯을 따라 자석들이 위치되는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선형시일은 상기 선택가능위치 주위를 밀봉하는 추가밀봉부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 추가밀봉부재는, 상기 선택가능위치 위에 위치되고 상기 벽 및 상기 세장 밀봉부재에 대하여 밀봉하여 상기 선택가능위치에서 상기 슬롯을 밀봉하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
  10. 디바이스제조방법에 있어서,
    - 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;
    - 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;
    - 패터닝수단을 사용하여 상기 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;
    - 상기 방사선감응재층의 타겟부상에 상기 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;
    - 상기 기판 및 상기 패터닝수단 중 하나 이상의 주변에 진공챔버를 제공하는 단계;
    - 상기 진공챔버의 벽에 세장 관통슬롯을 제공하는 단계;
    - 상기 진공챔버내의 상기 기판 또는 상기 패터닝수단을 위치설정하는 위치설정수단을 사용하는 단계; 및
    - 선형시일을 사용하여 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 선형시일은 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 세장 밀봉부재를 포함하며, 상기 진공챔버안에 개구부를 제공하도록 선택가능위치에서 상기 세장 밀봉부재를 국부적으로 변위시키는 단계를 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  11. 리소그래피투영장치에 있어서,
    - 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;
    - 소정 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;
    - 기판을 잡아주는 기판테이블; 및
    - 상기 기판의 타겟부상에 패터닝된 상기 빔을 투영하는 투영시스템;
    - 상기 지지구조체 및 상기 기판테이블 중 하나 이상을 에워싸는 진공챔버;
    - 상기 진공챔버의 벽내에 있는 세장 관통-슬롯(elongate through-slot); 및
    - 상기 슬롯을 따라 상기 진공챔버를 밀봉하는 선형시일을 포함하여 이루어지며,
    상기 선형시일은, 상기 슬롯에 대하여 밀봉하는 회전가능한 밀봉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피투영장치.
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